Home

R. Martins. Searching for the Ether: Leopold Courvoiser’s Attempts to Measure the Absolute Velocity of the Solar System (PDF)

DIO, Международный журнал научной истории www.dioi.org

Роберто де Андраде Мартинс. Поиски эфира: попытки Леопольда Курвуазье измерить абсолютную скорость Солнечной системы

Физический факультет Государственного университета Параиба (UEPB), Бразилия roberto.andrade.martins @ gmail.com

Введение

Леопольд Курвуазье (1873-1955) был наблюдателем в Берлинской / Бабельсбергской астрономической обсерватории с 1905 года до своей отставки в 1938 году. Большинство его работ были традиционными астрометрическими наблюдениями, которые в результате привели к публикации ряда звездных каталогов. Значимая часть его публикаций была посвящена, однако, другой теме: попытке обнаружения движения Солнечной системы через эфир.

Большинство из попыток Курвуазье обнаружить измеримые эффекты эфира была основана на двух «принципах». По его словам, (1) углы падения и отражения света может быть другим, по отношению к собственной системе отсчета зеркала, если оно движется через эфир, и (2) сокращение Лоренца для Земли из-за ее движения через эфир производит наблюдаемые эффекты по отношению к системе отсчета Земли. Оба «принципа», конечно, нарушают принцип относительности. Курвуазье представил теоретические аргументы, пытаясь показать, что должны существовать измеримые эффекты второго порядка. Он искал эти эффекты с помощью как астрономических наблюдений, так и лабораторных экспериментов и утверждал, что он измерил величину скорости Солнечной системы примерно 600 км/с. Эта статья представляет собой описание и анализ эфирных исследований Курвуазье.

Леопольд Курвуазье

Леопольд Курвуазье родился 24 января 1873 года в Ригене близ Базеля (Швейцария). ¹ Его отец Людвиг Георг Курвуазье был врачом и возглавлял кафедру хирургии в университете Базеля. Леопольд (или Лео, как его обычно называли) скончался в том же городе, где он родился, 31 декабря 1955 года. Тем не менее, большую часть своей профессиональной жизни он провел в Германии.

Курвуазье проявил интерес к астрономии, когда ему было 15 лет. В 1891 году он начал учебу в университете, сначала в Базеле, а затем в

Страсбурге - в то время, когда этот город принадлежал Германии. В 1897 году он закончил свою диссертацию по наблюдаемой из Страсбурга абсолютной высоте полюса ("Die absolute Polhöhe von Straßburg»). В следующем году он стал помощником наблюдателя в астрономической обсерватории Кёнигштуль недалеко от Хайдельберга, под руководством Карла Вильгельма Валентинера. В 1900 году он получил докторскую степень в Страсбурге. С 1905 и далее он работал в Берлинской / Бабельсбергской обсерватории как астрономический наблюдатель под руководством Карла Германа Струве. В 1913 году Берлинская обсерватория переехала на новое место, в Бабельсберг, ^2, а год спустя Курвуазье стал там главным наблюдателем и профессором. Он работал в Бабельсберге до своей отставки в 1938 году, в возрасте 65 лет. В 1943 году он переехал на родину, где он продолжал производить наблюдения и публиковать статьи до его смерти. В Швейцарии он был редактором нескольких астрономических работ Леонарда Эйлера.

Главный астрономический вклад Курвуазье состоит в большой серии рутинных астрометрических наблюдений и публикации звездных каталогов. Тома 5, 6 и 7 издания Biographisch literarisches Handwörterbuch Поггендорфа дают ссылки на примерно 10 крупных работ (астрономических каталогов) Курвуазье, помимо около ста менее значительных его публикаций. ³ Тем не менее, работа Курвуазье не ограничивается общими астрометрическими наблюдениями. Из его утомительных измерений вскоре появились доказательства того, что он рассматривает как опровержение теории относительности.

Курвуазье не принял теорию относительности. Он считал, что существует эфир, и попытался измерить абсолютную скорость Солнечной системы относительно этой среды. С 1921 года до своей смерти, Курвуазье опубликовал серию из более чем 30 работ, в которых он описал теоретическую основу его исследований и несколько экспериментальных методов, которые он использовал в попытке обнаружить движение Земли относительно эфира. Некоторые из его измерений использовали астрономические наблюдения; другие измерения зависят от других физических эффектов (гравитационные и т.д.). В результате своих наблюдений он утверждал, что он измерил скорость Солнечной системы, примерно составляющую 600 км / с в направлении, близком к 75 ° прямого восхождения и +40° склонения.

Рис. 1. Леопольд Курвуазье (в возрасте около 30 лет). ⁴

Статьи, описывающие эти исследования, были опубликованы в нескольких научных журналах — особенно в Astronomische Nachrichten, Physikalische Zeitschrift für и Zeitschrift Physik. Его работы в значительной степени игнорировались и имели незначительное влияние. Несколько авторов (например, Эрнест Эсклангон и Дейтон Миллер), которые также утверждали, что они наблюдали эффекты, связанные с эфиром, ссылались на его произведения.

Историки науки также пренебрегали этими исследованиями, ^5, хотя они представляют собой крупнейший набор эмпирических результатов, которые были когда-либо опубликованы против теории относительности профессиональным ученым. Курвуазье показывал выдающееся теоретическое и экспериментальное мастерство, и его результаты можно рассматривать как одну из самых странных загадок в истории теории относительности.

Курвуазье и относительность

Самое первое столкновение Курвуазье с теорией относительности стало результатом его рутинных измерений положений звезд. В начале ХХ века Курвуазье заметил, что прямое восхождение и склонение неподвижных звезд подвержено небольшому влиянию, когда они наблюдаются близко к Солнцу. Поскольку это влияние имело период один год, он назвал его "годовой рефракцией". Его первая работа на эту тему была опубликована в 1905 году, ^6, то есть намного раньше, чем была разработана общая теория относительности. В 1911 году, после публикации ранних мыслей Эйнштейна по гравитационному отклонению лучей света, Эрвин Фрейндлих напомнил, что работа Курвуазье показала эффект, который качественно похож на предсказанный Эйнштейном. ⁷ Курвуазье интерпретировал эффект, которые он измерил, как следствие преломление света более плотной средой вокруг Солнца, а не как следствие теории относительности. Похоже, что оппозиция Курвуазье к работам Эйнштейна неуклонно росла с этого времени, и он стал одним из самых несгибаемых сторонников теории эфира после того, как общая теория относительности получила сильное подтверждение (измерения во время затмения) в 1919 году. Основные анти-релятивистских работы Курвуазье, однако, непосредственно не связаны с "годовым преломлением". ⁸

Курвуазье признал существование статического эфира, похожий на среду, предложенную в начале восемнадцатого века Огюстеном Френелем. Эта теория привела к выводу, что не могло быть влияния эффектов первого порядка при движении через эфир в оптических экспериментах, проведенных на Земле. Кроме того, отрицательный результат опыта Майкельсона требовал дополнительной гипотезы и Курвуазье предположил, что движение через эфира производит реальное сжатие всех подвижных тел, в соответствии с ранними объяснениями, предложенными Фицджеральдом и Лоренцем. По словам Лоренца, принцип относительности будет применим в точности для любого оптического или электромагнитные явления, но Курвуазье не последовал теории Лоренца в этом отношении. Он прямо отрицал принцип относительности и попытался измерить движение Солнечной системы через эфир с помощью различных методов.

В 1921 году Курвуазье опубликовал свои первые мысли о возможности измерения абсолютной скорости Земли относительно эфира. ⁹ В соответствии с собственной декларацией Курвуазье, его ранние расчеты о движении Земли было результатом рутинной работы. ¹⁰ В 1920 году Лейденская обсерватория опубликовала подробности из большой серии наблюдений звезд, расположенных близко к Северному полюсу, которые были сделаны между 1862 и 1874 гг. Эти измерения использовали старый метод, направленный на снижение ошибок наблюдений: звезды наблюдались как с помощью меридианного телескопа, прямо указывающего на них, а также с телескопом, направленным к отражениям звезд зеркалом из ртути. Эта двойная оценка позволила производить корректировки любых изменений местной вертикали за счет геологических движений. Курвуазье пришло в голову, что эти определения могут использоваться для измерения скорости движения Земли через эфир.

Курвуазье предполагал, что отражение света от зеркала может подвергаться некоторому влиянию от движение зеркала через эфир, даже если эффект наблюдался по отношению к собственной системе отсчета зеркала. Любой наблюдаемый эффект должен быть второго порядка относительно v / c. Было бы невозможно обнаружить такой маленький эффект, если скорость Земли относительно эфира был приблизительно 10 ^–4 с (то есть, равна ее орбитальной скорости), так как для обычных измерений угла (скажем, 60°) разница 10 ^–8 составит лишь 0,002'' - эффект, который не мог наблюдаться. Тем не менее, Курвуазье предполагал, что может существовать гораздо большая скорость всей Солнечной системы относительно эфира, и проанализировал данные, опубликованные Лейденской обсерваторией в поисках систематического эффекта.

Он вычислил разницу Z-Z ' между прямым зенитным расстоянием z и отраженным зенитным расстоянием z' звезд в каталоге, пытаясь найти систематический эффект, которые варьировался бы периодическим образом вместе со звездным временем наблюдений. Используя графический метод, он нашел такой эффект, а затем представил данные для количественного анализа. Он получил уравнение для описания отражения света относительно движущегося зеркала и определил соответствующие параметры из анализа данных Лейдена, используя метод наименьших квадратов. Он получил эффект, соответствующий скорости около 800 км / с в направлении созвездия Возничего. Эта скорость, конечно, значительно больше, чем орбитальная скорость Земли. Курвуазье интерпретировал ее как следствие движения всей Солнечной системы через эфир. Несколько лет спустя, Курвуазье получил новые данные, используя тот же метод (сравнение прямого и отраженного направления). Используя вертикальный круг Бабельсбергской обсерватории, он выполнил длинный ряд наблюдений (1921–1922), которые привели к результатам, аналогичным тем, которые были получены из наблюдений в Лейдене.

После получения первого положительного результата Курвуазье пытался найти другие независимые методы измерения скорости Земли (или Солнечной системы) относительно эфира. Он предположил, что сокращение Земли и оптических приборов по Лоренцу могли иметь некоторые небольшие влияние на наблюдаемые астрономические явления. Согласно Курвуазье, движение Земли относительно эфира производит сжатие, которое преобразует свою сферическую форму в эллипсоид, меньшая ось которого находится в направлении его движения. Поверхность эллипсоида в каждой точке должна была быть перпендикулярна к местному гравитационному полю. При вращении Земли, каждое место на поверхности Земли проходит через различные точки эллипсоида, а угол между осью Земли и местным вертикальным направлением, должно подвергаться периодическому изменению.

Конечно, невозможно измерить угол между местной вертикалью и осью вращения Земли. Однако, так как направление этой оси практически неизменно относительно неподвижных звезд (в течение коротких периодоы времени), то можно выбрать звезду в непосредственной близости от северного полюса звездного неба и измерить его [угловое] расстояние к зениту (то есть, к местному вертикальному направлению). Этот угол, согласно теории Курвуазье, должен подвергаться периодическим изменениям в зависимости от звездного времени.

На самом деле, Курвуазье уже измерял положение звезды, расположенной очень близко к Северному полюсу, в длинной серии наблюдений с 1914 по 1917 год, используя вертикальный круг Бабельсбергской обсерватории .¹¹ Эти измерения были очень точными и равномерно распределенными относительно звездного время наблюдений. Поэтому они подходили для выявления того, как влияет сокращение Лоренца на астрономические измерения.

Как и в предыдущем случае, Курвуазье сначала построил зенитные расстояния звезды относительно звездного времени, и обнаружил регулярные колебания угла. Затем он разработал уравнение для учета эффекта, проанализировав данные с использованием метода наименьших квадратов и получил измерение скорости Земли относительно эфира вторым способом. Скорость, полученная в этом случае, была около 700 км/с в направлении созвездия Персея (не очень далеко от созвездия Возничего). Курвуазье рассматривал соответствие этих двух ранних результатов как удовлетворительные, и это привело его к дальнейшим исследованиям. Была задержка на 5 лет между первыми положительными результатами Курвуазье и его следующей публикацией на эту тему. ¹² В этот период он накопил ряд положительных результатов разными методами, получил уравнения, необходимые для анализа этих данных, а также разработал новые методы для измерения абсолютной скорости Земли. Эта задержка показывает, что Курвуазье был достаточно осторожен, чтобы избегать публикации предварительных результатов, прежде чем он смог накопить большое количество доказательств его заявлений.

Метод движущегося зеркала

Курвуазье получил уравнения ^13, которые относятся к соответствующим измерениям параметров движения Земли относительно эфира ¹⁴ Основные параметры, которые появляются в его уравнения (рис. 2) являются следующими:

с = скорость света относительно эфира = 300000 км / с v = скорость Земли (или Солнечной системы) относительно эфира A = прямое восхождение апекса абсолютной скорости D = склонение апекса абсолютной движения α = северная локальная составляющая v/c

β = зенитная локальная составляющая v/c

γ = западная локальная составляющая v/c

φ = широта наземной обсерватории

θ = звездное время измерения

Простой геометрической анализ показывает, что компоненты v/c, являются:

α = (v/c) [cos ϕ sin D – sin ϕ cos D cos (θ –A)] (1) β = (v/c) [sin ϕ sin D + cos ϕ cos D cos (θ –A)] (2)

Рис. 2. Эта диаграмма показывает основные геометрические параметры, используемые Курвуазье в теоретическом анализе эффектов эфира. Сферическая поверхность представляет Землю, наблюдатель находится в I, и местные направления Z, N, W соответствуют зениту, географичесому северу и западу. Северный полюс в направлении NP. Скорость Земли составляет .

В первом методе Курвуазье, как описано выше, свет отражается от зеркала. Для вывода теоретического эффекта, было необходимо изучить влияние движения зеркала через эфир на направление отраженного луча. Курвуазье использовал нерелятивистский анализ, разработанный Адольфом фон Харнаком, ^15, который предсказал, что угол отражения будет отличаться от угла падения, по отношению к собственной системе отсчета зеркала (рис. 3). Это было одно из основных предположений Курвуазье, которое было несовместимо с принципом относительности.

Рис. 3. Следуя теоретическому анализу Адольфа фон Харнака, Курвуазье принял, что угол отражения света для движущегося зеркала зависит от его движения через эфир, и что есть эффект второго порядка, который может быть измерен в системе отсчета зеркала.

С учетом этого «принципа движущегося зеркала", Курвуазье предсказал, что угол между местной вертикалью (зенитом) и направлением наблюдения определенной звезды будет несколько отличаться от угла между зенитом и направлением на звезду, которое наблюдалается с использованием ртутного зеркала (рис. 4).

Рис. 4. Курвуазье сравнивал прямое измерение направления на звезду с ее направлением, которое наблюдается при отражении от ртутного зеркала.

В данном конкретном случае, сжатие Земли не может производить никакого эффекта, потому что оба измерения производятся относительно одной и той же точки отсчета (местной вертикали) и поверхностью зеркала ртути, конечно, перпендикулярна к местной вертикали, независимо от изменения, которому гравитационное поле может подвергаться из-за сокращения Лоренца. Предсказанный эффект был небольшим систематическим различием между прямым и отраженным углом, которое должно зависеть от направления относительного движения Земли и обсерватории через эфир.

Рис. 5. Диаграммы Харнака для анализа отражения света в движущемся зеркале. Начальное положение зеркала S, и через некоторое время δt его положение — S'. AA' — волновой фронт падающего луча света, и ВВ' — волновой фронт отраженного луча.

Пусть θ — угол падения и θ' — угол отражения луча света в движущемся зеркале, измеренные относительно эфира (рис. 5). Согласно анализу Харнака, подстановка θ = θ' приведет к следующим уравнениям:

sin θ' = (1 – β²) sin θ / (1 + 2β cos θ + β²) (4)

cos θ' = [(1 + β²) cos θ + 2β] / (1 + 2β cos θ + β²) (5)

В этих уравнениях, скорость зеркала β = v / с, в направлении, перпендикулярном к зеркалу. Любое движение зеркала параллельно его поверхности не будет иметь никакого влияния на направление света. В случае ртутного зеркала, релевантное направление — местная вертикаль и, следовательно, β здесь имеет такой же общий смысл, который Курвуазье приписывает этому символу. По отношению к собственной системе отсчета зеркала есть эффект аберрации, а углы падения (z) и отражения (z') составляют:

z = θ + α cos θ – β sin θ (6)

z = θ' + α cos θ' + β sin θ' (7)

где α является составляющей скорости v / c зеркала, параллельной его поверхности. Заметим, что это классический эффект аберрации. Релятивистской анализ привел бы к другому результату.

Измеренный эффект представляет собой разницу между z' и z:

z' – z = (θ' – θ) + α (cos θ' – cos θ) + β (sin θ' – sin θ) (8)

С учетом приведенных выше уравнений и принятия соответствующих замен, можно получить приблизительное результат:

z' – z = 2αβ sin² z (9)

Заменяя α и β на их значения в формулах (1) и (2), получим:

z' – z = [(v/c)² sin² z].[sin 2ϕ.sin² D + cos 2ϕ.sin 2D.cos (θ–A) –

– sin 2ϕ.cos²D.cos²(θ–A)] (10)

Обратите внимание, что это уравнение содержит постоянный член и два периодических компонента с различными периодами — один для звездных суток, [cos (θ–A)] и половину звездных суток [cos² (θ–A)]. Таким образом, из соответствующего анализа данных должна появиться возможность получить скорость (v/c), склонение (D) и прямое восхождение (A) движения Земли относительно эфира.

Повторение Лейденских измерений

При измерениях в Лейдене использовались четыре звезды, близкие к Северному полюсу. Разница z–z' была измерена в серии наблюдений в моменты верхней и нижней кульминации каждой звезды. Наблюдаемые значения периодических компонент z–z' составили менее 1'', с вариацией от 0,04'' для одной из звезд до 0,5 "для другой. Погрешность измерений была оценена как 0,01'', поэтому эффект расценен как значимый. Из Лейденских данных Курвуазье были получены результаты:

A = 104° ± 21°; D = +39° ± 27°; v = 810 ± 215 км/с

Оцениваемая ошибка скорости составила около 25%. Ошибки прямого восхождения и склонения составили около 1/15 полного круга. Между 1921 и 1922 гг. Курвуазье повторил лейденские измерения, но с небольшим изменением метода. Вместо меридианного круга он использовал вертикальный круг Ваншаффа, который позволил ему произвести измерения звезд в любое время в течение ночи. Поэтому его измерения не были ограничены двумя моментами звездного времени для каждой звезды.

С 4 июня по 14 декабря 1921 году он произвел серию из 142 измерений Полярной звезды BD 89,3 °, а с 18 марта по 23 мая 1922 г. он выполнил дальнейшие 64 определения z–z'. Из этих измерений Курвуазье получил:

A = 93° ± 7°; D = +27° ± 12°; v = 652 ± 71 км/с

Расчетная относительная ошибка определения скорости снизилась до около 10%, а ошибки определения прямого восхождения и склонения составили менее чем 1/30 полного круга.

Работа Курвуазье обратила на себя внимание французского астронома, директора Страсбургской обсерватории, Эрнеста Эсклангона, который повторил эти измерения. ¹⁸ Он подтвердил существование систематического эффекта того же порядка величины, и вычислил значения A=69° и D=44°. Эсклангон не опубликовал ни расчетные ошибки его оценки, ни ожидаемую скорость Земли.

Другие данные были позднее получены Курвуазье с использованием измерений, проведенных в Мюнхене (1930-1931) и Бреславле (1933-1935), со следующими результатами:

Результаты, полученные во второй серии Бреславля, представлены наименьшими ошибками.

В 1945 году, после выхода на пенсию, Курвуазье выполнил окончательные серии наблюдений в Базеле. Он получил следующие результаты:

A = 60 ° ± 14 °, D = +40 ° (оценка), v = 656 ± 157 км / с

Если сравнить все серии измерений, мы замечаем, что прямое восхождение варьировалась между 60 ° и 104 ° (более чем расчетная ошибка); склонение — от 39 ° до 44 ° (в пределах расчетных ошибок), ²⁰ и скорость — от 652 до 927 км / с (в пределах расчетных ошибок). Обратите внимание, что очень трудно объяснить результаты Курвуазье инструментальными погрешностями, так как наблюдаемый эффект изменяется с периодами в одни звездные сутки и половину звездных суток. Все распространенные причины ошибок (изменения силы тяжести, изменения температуры и т.д.) должны меняться с периодом в одни (или половину) солнечных суток. Приливные влияния Луны будут иметь периоды, которые также могут быть легко отличимы от эффектов, предсказанных Курвуазье. Кроме того, данные, используемые Курвуазье, были получены с помощью различных инструментов в разных местах, и охватывали промежуток времени в 80 лет. Результаты, представленные Курвуазье, следовательно, весьма впечатляет и не могут быть легко отвергнуты.

Устройство Курвуазье для измерения абсолютной скорости Земли

В первом методе, который использовал Курвуазье, звезды используются как простые точечные источники света. Там нет ничего специфически «астрономического» в наблюдаемом эффекте, потому что, согласно теории Курвуазье, это было описано как «принцип движущегося зеркала». Таким образом, подобные эффекты должны также возникать и для наземных источников света.

Соответственно, Курвуазье это привело к созданию нового инструмента:. оптического устройства для измерения абсолютного движения (рис. 6) ²¹ Он использовал два небольших телескопа, которые были размещены в подземном помещении, где температура была довольно постоянной. Оба телескопа были наклонены (зенитное расстояние = 60 °) к ртутному зеркалу, которое было помещено между ними. Они были установлены в вертикальной плоскости в направлении Восток-Запад. Один из телескопов имел небольшое электрическое освещение вблизи от ее креста визирных нитей, и это было источником света, который наблюдался во второй телескоп. Оба телескопа сначала были настроены таким образом, чтобы можно было увидеть отражение освещенной сетки из первой трубы от второго телескопа. Затем они были закреплены в этих направлениях. Конечно, углы телескопов с местной вертикали были очевидно равны. Эксперимент не пытался измерить какое-либо различие между этими углами. Он был предназначен для обнаружения небольших периодических изменений в положении креста визирных нитей первого телескопа, при их наблюдении из второго телескопа. Видимое движение перекрестия было измерено с помощью окулярного микрометра второго телескопа.

С помощью этого устройства Курвуазье выполнил две серии наблюдений в 1926 и 1927 годах. Впоследствии, он построил специальный инструмент для этой цели, и выполнил третью серию наблюдений в 1932 году.

В его первых экспериментах телескопы были размещены в вертикальной плоскости в направлении восток-запад. В 1926 и 1928 годах Курвуазье построил два новых инструмента, которые могли вращаться. Он ожидал, что это будет способствовать улучшению его измерений. Тем не менее, он выяснил, что оказалось невозможным сравнивать измерения, когда устройство поворачивалось, из-за механических проблем, и инструменты могут быть эффективно использованы только в фиксированном положении.

Уравнение, используемое для вычисления эффекта, был аналогично тому, которое использовалось в случае наблюдения звезд, но вместо северной компоненты скорости, было необходимо принимать во внимание западную компоненту. Как и в предыдущем случае, результирующее уравнение имеет постоянный член плюс переменные составляющие с периодами в одни звездные сутки и половину звездных суток.

Рис. 6. Двойной телескоп Курвуазье — аппарат для измерения движения Земли через эфир.

Таблица 1. Измерения, выполненные в 1926 году Курвуазье с инструментом в виде двойного телескопа.

Таблица 2. Измерения, выполненные в 1927 году Курвуазье с инструментом в виде двойного телескопа.

Первая серия составила 489 наблюдений, а вторая — только 67 серий наблюдений. Из первой серии Курвуазье вычислил следующие значения:

A = 70° ± 6°; D = +33° ± 11°; v = 493 ± 54 км/с

Из второй серии он получил такие результаты:

A = 22° ± 6°; D = +72° ± 11°; v = 606 ± 45 км/с

Конечно, результаты, полученные в первой серии измерений представляются более надежным, чем от второго серии, и они показали более близкое соответствие с прежними измерениями.

Обратите внимание, что, хотя эти измерения делали попытку обнаружить такие же последствия, что и астрономические наблюдения — то есть, разницу между углом падения и углом отражения в движущемся зеркале — звездные наблюдения использовали направление север-юг, а эксперименты в закрытом помещении использовали направление восток-запад. Уравнения были разные, и тем не менее Курвуазье получил хорошее согласие между новым устройством и прежними результатами.

Эксперименты с двойными зеркалами

В 1928 г. Курвуазье построил другое устройство для измерения скорости Земли с использованием принципа движущегося зеркала. Вместо применения двух телескопов, он использовал один телескоп, с двумя перпендикулярными зеркалами перед его объективом (рис. 7). Труба телескопа была размещена в горизонтальном положении. Зеркала были отрегулированы таким образом, чтобы можно было наблюдать отраженное изображение нити микрометра телескопа в близком совпадении с реальной нитью микрометра. Он предсказал, что относительное положение изображения и нити должно подвергаться периодическим колебаниям, и вычислил предсказанный эффект.

С апреля по июнь 1928 г. Курвуазье была получена серия из 53 измерений, как в направлении север-юг, так и восток-запад, и он вычислил следующие значения:

A = 74° ± 1°; D = +36° ± 1°; v = 496 ± 10 км/с

Первая серия измерений была проведена с 31 июля и 6 августа 1926 года, с наблюдениями, охватывающими от 3 до 20 часов звездного времени; вторая серия — с 28 февраля по 29 мая 1927 года, с наблюдениями за период с 21 до 13 часов звездного времени. Обе серии составили более 500 измерений. В таблицах 1 и 2 показаны средние результаты, полученные Курвуазье для каждого периода звездного времени:

Рис. 7. Устройство Курвуазье со связанными зеркалами для измерения движения Земли относительно эфира.

Новый эксперимент Курвуазье был, вероятно, подсказан подобным устройством, которое было использовано Эсклангоном в 1927 году. ²³ Французский астроном использовал два зеркала, но свет испытывал три отражения (рис. 8). Максимальный эффект появлялся для 3 ч или 15 ч звездного времени, что соответствует A = 45 ° или 225 °. Эсклангон не вычислял скорость Земли через эфир — более того, он даже не обеспечивают определенную интерпретацию явления.

Рис 8. Устройство Эсклангона со связанными зеркалами для измерения движения Земли через эфир (а) и графическое представление его результатов (б), показывающих наблюдаемые угловые колебания в зависимости от звездного времени.

Второй способ: сокращение Лоренца

Как описано выше, вторая попытка Курвуазье измерить абсолютную скорость Земли была основана на его анализе сокращения Лоренца для Земли (рис. 9). В этом случае Курвуазье предположил, что местная вертикаль претерпит изменения в связи с сокращением Лоренца для Земли, и это изменение будет наблюдаться как периодическое колебание угла между Северным полюсом и зенитом, как функция звездное время.

Теоретический анализ Курвуазье привел его к предсказанию, что изменение зенитного расстояния Δz близости звезды к Северному полюсу должны подчиняться приближенному соотношению:

Δz = ¹/₂ αβ (11)

Есть несколько специфических трудностей в наблюдении для этого второго способа. Если бы можно было наблюдать звезду, лежащую точно в направлении небесного Северного полюса, наблюдение окажется довольно простым. Однако, если звезда находится не точно в направлении полюса, ее зенитное расстояние будет зависеть от звездного времени наблюдения. Этот классический большой эффект имеет, таким образом, период одни звездные сутки, и он должен помешать любой попытке измерить какое-либо влияние за счет движения через эфир с периодом один звездный день. Другие мешающие эффекты, такие как изменения температуры, изменяются с периодом приблизительно один солнечный день, и они очень большие и нерегулярные. По этим причинам, Курвуазье оставил попытку нахождения амплитуды эффекта за звездные сутки, и только вычислил эффект, связанный с половиной звездных суток. Было невозможно, таким образом, найти все параметры, и он предположил значение 40 ° для склонения, и вычислил скорость и прямое восхождение движения Земли относительно эфира. Отбросив компоненту, соответствующую периоду в один звездный день, он получил следующее уравнение:

Δz = – (1/4)(v/c)².sin 2ϕ (const. – cos²D.cos²(θ–A)] (12)

Рис. 9. Согласно Курвуазье, сокращение Лоренца для Земли и оптических приборов может иметь небольшое влияние на астрономические наблюдения и наземные эксперименты.

Используя данные, которые он уже получил с 1914 по 1917 гг. и объединив эти результаты с другими измерениями, которые он сделал в 1921–1922 и 1925–1926 гг. с тем же инструментом, Курвуазье получил следующий результат:

A = 74° ± 3°; [D = +40°]; v = 587 ± 48 км/с

Он также проанализировал измерения, которые были получены в регулярных наблюдениях в Парижской обсерватории в период 1899–1901 гг. Все эти серии наблюдений показали похожие вариации с периодом 12 звездных часов. Предположив значение 40 ° для склонения, он получил следующие результаты:

A = 70° ± 11°; [D = +40°]; v = 810 ± 166 км/с

Впоследствии Курвуазье также вычислил движение Земли по измерениям в Бреславле (1923–1925 и 1933–1935) и в Мюнхене (1927–1931). Принимая во внимание все наблюдения, он получил следующий окончательный результат:

A = 65° ± 10°; [D = +40°]; v = 574 ± 97 км/с

Сравнение измерений, сделанных в разных местах

Эффекты, предсказанные Курвуазье как следствие сокращение Лоренца для Земли, должны зависеть от широты обсерватории. По этой причине, если тот же набор звезд наблюдался из двух обсерваторий, расположенных на очень разных широтах, должны существовать систематические различия между измеренными склонениями звезд, как функция от звездного времени.

Чтобы проверить существование этого эффекта, Курвуазье проанализировал каталоги, содержащие измерения, выполненные в Гейдельберге (ϕ₁ = + 49.24°) и в Кейптауне, Южная Африка (ϕ₂ = – 33.48°). Пусть D ₁ — склонение некоторой звезды, измеренное в Гейдельберге, а D ₂ — склонение той же звезды, измеренное на мысе Доброй Надежды. Каждое склонение, согласно анализу Курвуазье, претерпевает периодические изменения:

Δz₁ = ¹/₂ α₁β₁ Δz₂ = ¹/₂ α₂β₂ (13)

Эти эффекты не равны, и поэтому разница между склонениями, измеренными для двух обсерваторий, должна подвергаться периодическому изменению:

D₁ – D₂ = ¹/₂ (α₁β₁ – α₂β₂) (14)

Используя типичные значения A=75° и D=40°, полученные в предыдущих измерениях и с учетом широты Гейдельберге и Кейптауна, Курвуазье предсказал, что должна существовать разница между измеренным склонением звезд, которые должны зависеть от их прямого восхождения:

D₁ – D₂ = + 0.16″ – 0.18″.cos (α – 5h) – 0.16″.cos 2(α – 5h) (15)

Амплитуда была получена путем сопоставления астрономических данные двух обсерваторий, и привела к V = 750 км / с. В таблице 3 приведены сравнения Курвуазье в период между наблюдаемым и прогнозируемым значениям D₁–D₂.

В третьем столбце таблицы представлены наблюдаемые значения с поправкой на нулевое склонение, для того, чтобы избежать классических ошибок, связанных с атмосферной рефракцией и т.д. Существует лучшее согласие между теоретическими предсказаниями и скорректированными значениями, чем с сырыми данными.

Наблюдения надира

В своем анализе второго способа Курвуазье предполагал, что сокращение Лоренца для Земли создает локальное периодическое изменение направления гравитационного поля. Этот эффект не компенсируется за счет изменения направления астрономических инструментов. Таким образом, он пришел к мнению, что эффект может быть также обнаружен в ходе эксперимента с использованием наземного источника света.

Он поместил ртутное зеркало непосредственно под меридиан обсерватории и направил телескопа вниз. Прибор был затем тонко отрегулирован таким образом, чтобы можно было наблюдать отраженное изображение нитей микрометра, наложенные на реальные нити. Положение телескопа было зафиксировано, и были выполнены наблюдения относительного смещения нити микрометра и ее отражения. Он предсказал следующие отклонения в направлении восток-запад:

Δz = –(1/4)(v/c)².[sin ϕ.sin²D.sin (θ–A) + cos ϕ.cos²D.sin 2(θ–A)] (16)

Таблица 3. Различие между склонениями звезд (D₁–D₂), наблюдаемое из двух удаленных обсерваторий, как функция от звездного времени α.

Курвуазье выполнил две серии наблюдений: 22–24 октября и 22–25 ноября 1922 года. Он заметил, что изменения температуры повлияло на положение телескопа, причем влияние это должно быть принято во внимание. Из наблюдаемых неисправленных измерений он вычислил следующие значения:

A = 74° ± 10°; D = +67° ± 13°; v = 920 ± 73 км/с

Применяя коррекцию температуры, он получил следующие результаты:

A = 98° ± 7°; D = +25° ± 11°; v = 500 ± 47 км/с

Этот эксперимент был повторен Августом Копфом из Гейдельбергской обсерватории с 10 по 29 июня 1923 года. Как и в случае эксперимента Курвуазье, не было сильного эффекта в результате изменения температуры (температура колебалась от +6 ° С до +17°C). Курвуазье проанализировал данные Копфа, приняв значения A = 75 ° и D = +40°. После применения температурных поправок, он получил скорость 753 ± 57 км/с.

Другие методы

Курвуазье также попытался обнаружить движение Земли относительно эфира другими методами. Он считал положительными результаты наблюдения надира как подтверждение своей гипотезы, что сокращение Лоренца производит наблюдаемые периодические изменения местной вертикали. Вскоре он разработал другие способы наблюдения такого эффекта.

Движение линии отвеса

Одним из используемых им инструментов был отвес, прикрепленный к одной из опор Бабельсбергской обсерватории. Основным телом линии отвеса был металлический стержень, 95 см в длину. На его нижнем конце была отметка, которая была освещена и проецировалась на стену. Можно было наблюдать отклонения направления отвеса примерно на 0,05'' в направлении восток-запад. ²⁴ Измерения, проведенные в 1925 году с этим инструментом показали скорость Земли около 400 км/с, при A = 75 ° и D = +40 °. В 1931 году Курвуазье усовершенствовал этот инструмент, наблюдая за движением его конца с помощью микроскопа (рис. 10). Теперь он был в состоянии вычислить три параметра движения Земли, получив:

A = 64° ± 6°; D = +50° ± 9°; v = 367 ± 29 км/с

Рис. 10. Отвес Курвуазье для измерения колебаний местной гравитационной вертикали из-за сокращения Лоренца.

Аналогичные наблюдения выполнил Эксклангон с помощью Андре-Луи Данжона, используя два горизонтальных маятника с перпендикулярными движениями ²⁵ Один из маятников показал A=69 °;. для второго маятника A = 52°, Эсклангон не предоставил другие сведения и не пытался вычислить скорость Земли.

Пузырьковый уровень

Другой способ наблюдения за изменением направления местной вертикали, по Курвуазье, был выполнен с помощью пузырьковых уровней. ²⁶ Он использовал два очень чувствительных уровнемеров. Один из них был прикреплен к полу Бабельсбергской подземной комнаты с часами, а другой был прикреплен в горизонтальном положении к одной из опор этой же комнаты. Курвуазье измерили разницу между отметками двух уровнемеров. Максимальный ожидаемый эффект составил около 0,30'', и с точными инструментами, используемыми Курвуазье, можно было измерить угловые изменения величиной до 0,03". В первой серии измерений между 15 и 26 июня 1929 года, Курвуазье были получены следующие результаты:

A = 59° ± 6°; D = +51° ± 9°; v = 446 ± 34 км/с

Сравнение маятниковых часов в разных местах

Согласно гипотезе Курвуазье, Земля подвергается реальным сокращением в направлении ее движения через эфир, и это сокращение будет производить наблюдаемые периодические изменения местного значение силы тяжести в зависимости от звездного времени. Маятниковые часы в разных местах Земли должны показывать немного различные значения, а их фазы должны обладать относительной периодичностью колебаний. Курвуазье проанализировал данные о маятниковых часах различных астрономических обсерваторий в попытке обнаружить этот эффект.

Используя радиосигналы, можно сравнить ход часов для взаимно очень отдаленных обсерваторий. Обсерватория Аннаполиса транслировала регулярные сигналы времени от своих маятниковых часов. Можно было сравнить скорость их маятника там и в другом месте. Курвуазье попросил помощи Бернхарда Ванаха из Потсдама, который сравнил скорость маятниковых часов этой обсерватории с сигналами из Аннаполиса с сентября 1921 по ноябрь 1922 г. ²⁷ Анализ Курвуазье данных Ванаха привел к следующим результатам:

A = 56° ± 12°; D = +40° (оценка); v = 873 ± 228 км/с

После этого было проведено сравнение при помощи сопоставления между часами в Аннаполисе, Потсдаме, Оттаве и Бордо. Средний результат, полученный Курвуазье, был:

A = 81° ± 5°; D = +34° ± 5°; v = 650 ± 50 км/с

Много позже, Курвуазье представил еще одно подтверждение этого эффекта. Он сравнил каталоги временной коррекции обсерватории Гринвича, Потсдама, Буэнос-Айреса и Маунт-Стромло за период с 1948 по 1954 год. ²⁸ Было выявлено хорошее согласие между теоретическими предсказаниями и наблюдаемыми различиям времени, особенно в случае данных за 1951–1954 годы.

Местное сравнение маятниковых часов и хронометров

Курвуазье предполагал, что скорость маятниковых часов будет меняться в результате периодических изменений силы тяжести, но механические хронометры не должны быть подвержены подобным изменениям. Поэтому должна быть возможность наблюдать эффекты, связанные с абсолютным движением Земли, путем сравнения маятниковых часов и механического хронометра в одном месте. Сравнения были сделаны в Бабельсберге и в Потсдаме (с помощью Ванаха). В своем анализе Курвуазье предполагал значениe D = +40° и получил A = 104° ± 9° и v = 750 km/s.

Гравиметрические наблюдения

Если сокращение Лоренца для Земли производит гравитационные эффекты, то должно быть возможность найти их влияние на приливы и отливы. Эсклангон проанализировал набор 166500 измерения прилива, сделанные в Пула, на побережье Адриатического моря, с 1898 по 1916 год. Он получил элемент с периодом в звездные сутки, которые не могут быть связаны с Солнцем или Луной, и отнес его к «асимметрии пространства» ²⁹ Это приливной эффект может быть описан как:

48 mm.cos (t –146.1°) + 25 mm.cos (t – 244.6°) (16)

Если локальная сила тяжести претерпевает периодические изменения, должна быть возможность обнаружить этот эффект чувствительными гравиметрами. В 1927 г. Курвуазье (с помощью Сергея Гапошкина) впервые попытался для измерения вариаций силы тяжести применить очень чувствительный гравиметр кручения. ³⁰ Этот инструмент мог

обнаружить изменение Δg/g of 3×10^–6, что соответствует смещению 0,2 мм указателя гравиметра. Из серии измерений, выполненных с 1927 по 1928 гг. Курвуазье вычислил следующие значения:

A = 62° ± 5°; D = +32° ± 8°; v = 543 ± 55 км/с

В 1932 г. Курвуазье были получены новые результаты, принимающие во внимание в этой новой работе эффекты, связанные с температурой и влажностью. Новые результаты, полученные им, составили

A = 50° ± 7°; D = +45° ± 18°; v = 498 ± 78 км/с

Впервые результаты Курвуазье критиковались и были проверены. В 1932 году Рудольф Томашек и Уолтер Шаффернихт сообщили об измерениях силы тяжести новым видом гравиметра, который был в состоянии обнаружить

изменения Δg/g порядка 10^–8. Прибор был помещен в пещере в горах, где температура была постоянной до 0,001° C. Эффект того порядка, который был предсказан Курвуазье, не наблюдался. ³¹

Затмения спутников Юпитера

Хорошо известно, что в 1879 году Джеймс Клерк Максвелл писал Дэвиду Пекку Тодду, спрашивая его о возможности вычисления скорости Солнечной системы через эфир, с использованием имеющихся данных о затмения спутников Юпитера. ³² Максвелл предположил, что движение Солнечной системы должно производить анизотропию скорости света, которая может быть обнаружена как флуктуация времени покрытия спутников Юпитера, наблюдаемых с Земли, с периодом около 12 лет. Тодд ответил, однако, что измерения, проводимые в то время, не были достаточно точны для таких вычислений.

В 1930 Курвуазье опубликовал статью, где он представил анализ имеющихся наблюдений спутников Юпитера и утверждал, что они привели к новому определению скороси Солнечной системы относительно эфира. ³³ Он использовал данные трех внутренних галилеевых спутников, опубликованные обсерваторией в Йоханнесбурге (1908–1926), сравнивая эти измерения с аналогичными из обсерваторий Кейптауна, Гринвича и Лейдена (1913–1924). Он подтвердил ожидания Максвелла о наличии колебаний с периодом около 12 лет, и получил следующие результаты:

A = 126° ± 10°; D = +20°; v = 885 ± 100 км/с

Вековые аберрации света

Согласно теории эфира, принятой Курвуазье, скорость света постоянна относительно эфира, но не может быть постоянной относительно Земли:

должна наблюдаться анизотропия скорости света при абсолютном движении Земли. Он предположил, что оно должно произвести наблюдаемые различия в измерениях звездной аберрации, которая наблюдается в разных направлениях ³⁴ На основании имеющихся данных, Курвуазье получил следующие результаты:

A = 112° ± 20°; D = +47° ± 20°; v = 600 ± 305 км/с

Заключительные комментарии

Измерения абсолютной скорости Земли Курвуазье принадлежат к той же группе, что и работы Дейтона Миллера и Эрнеста Эсклангона. ³⁵ Тем не менее, работа Курвуазье воплотила гораздо более широкую и внушительную группу измерений, чем у его современников.

Курвуазье измерил скорость Земли относительно эфира с использованием различных методов. Эффекты, которые он искал, были очень небольшими (второго порядка по v/c), но представленные результаты были значительно больше, чем предполагаемая погрешность эксперимента. Измеренные значения прямого восхождения апекса движения Земли варьировались от 52 ° до 126 °, с сильной концентрацией значений между 60 ° и 90 °. Измеренные склонения колебались от +27 ° до +55 °, большинство значений попадали в диапазон между +34 ° и +46 °. Полученные значения скорости Земли находились между 300 км/с и 927 км/с, в большинстве случаев результаты оказывались между 500 км/с и 810 км/с.

Какое влияние имела работа Курвуазье? Его исследования редко цитировались. Миллер и Эсклангон ссылались на некоторые его исследования, поскольку они также сообщали положительные эффекты, приписываемые движению Земли через эфир. Помимо этих упоминаний, было только несколько других ссылок. Генерал Герольд фон Глейч, известный анти-релятивист, ³⁶ ссылался на результаты Курвуазье в двух статьях. В короткой заметке, фон Глейч упомянул флуктуации аберрационной константы, что может быть косвенным подтверждением результатов Курвуазье. ³⁷ Во второй статье, фон Глейч представил несколько независимых подтверждений измерений Курвуазье по движению Солнечной системы. ³⁸ Он сообщил, что Карл Вильгельм Виртц и Густав Штромберг оценили это движение, анализируя скорости спиральных туманностей, получив скорости, совместимые с

результатами Курвуазье (от 630 до 820 км/с) и направлениями, примерно сопоставимыми с его результатами. ³⁹ Он также описал свой собственный анализ флуктуации аберрационной константы, а также анализ близполюсных звезд, как сопоставимый с результатами Курвуазье. Он пришел к такому выводу:

Лично у меня нет сомнений, что работы г-на Курвуазье, особенно те, что связаны с колебаниями постоянной аберрации и те, что связаны со скоростью света (спутники Юпитера) доказывают существование абсолютного движения нашей локальной звездной системы со скоростью около 600 км/с по направлению к точке, близкой к эклиптике, с долготой 110°. [...] Таким образом, основы специальной теории относительности оказываются полностью разрушенными астрономическими средствами. ⁴⁰

Несколько астрономов и физиков того времени согласились с этим мнением, однако, исследования Курвуазье не были ни приняты, ни критиковались — они были совершенно проигнорированы большинством ученых.

Отметим также, что Курвуазье был профессиональным астрономом, а его рутинные измерения всегда принимались и использовались без дополнительных вопросов. Почему научное сообщество игнорирует анти-релятивистские результаты Курвуазье? Несколько факторов, возможно, способствовали такому отношению:

1. В 1920-х годах теория Эйнштейна была успешно подтверждена и большинство физиков и астрономов были убеждены в том, что это была правильная теория. Попытки вернуть эфир к жизни казались слишком старомодными и большинство ученых не были готовы о них слышать или читать ⁴¹.

2. Многие из работ Курвуазье были опубликованы в Astronomische Nachrichten, журнал, который был явно против теории Эйнштейна. Большинство ученых, поддерживающих теорию относительности, могли проигнорировать любые антирелятивистские статьи, опубликованном в этом журнале ⁴².

3. Курвуазье не построил всеобъемлющую теорию, которая могла бы рассматриваться в качестве альтернативы теории относительности. Он использовал странное сочетание классической физики вместе с гипотеза сокращения Лоренца, и никогда не публиковал подробный вывод своих уравнений. ⁴³

4. Наблюдаемый эффект был очень мал (как правило, несколько десятых долей секунды дуги) и всегда были большие относительные флуктуации измерений. Любые измерения, опубликованные Курвуазье, могут рассматриваться как результат случайных или неизвестных систематических погрешностей. Взаимное согласие между различными измерениями могли считаться случайными, или процессом "фабрикации" результатов.

Заметим, однако, что некоторые из вычислений Курвуазье были основаны на опубликованных данных, полученных другими наблюдателями. Всякий раз, когда сам Курвуазье выполнял наблюдения, он опубликовал данные, используемые для его вычисления. Все желающие проверить его расчеты могли бы использовать имеющиеся данные, чтобы сделать это. Было не так уж сложно повторить некоторые его наблюдения, так или иначе. ⁴⁴ Трудно понять, почему физики и астрономы того времени не хотели этого делать.

Некоторые исторические обстоятельства могут объяснить, отчасти, пренебрежение исследованиями Курвуазье. После окончания Первой мировой войны была сильная оппозиция в Германии против Эйнштейна и теории относительности. ⁴⁵ Все, что могло быть использовано против теории относительности — было использовано — от серьезных научных аргументов до пустой риторики. В этом историческом контексте, можно было бы думать, что работа Курвуазье была просто предвзятой частью анти-эйнштейновской пропаганды, и не имела никакой научной ценности. Можно было бы подумать, что он не был честным ученым: возможно, он фальсифицировал свои данные, описанные эксперименты он никогда не делал, «фабриковал» их результаты, и так далее. А может, он был небрежный ученый и просто наблюдал то, что он хотел наблюдать.

К этому имеет отношение то, что Курвуазье не принадлежал к решительным анти-релятивистам и к анти-Эйнштейновской группе в начале 1920-х. Например, он никогда не был лично связан с Филиппом Ленардом и Эрнстом Герке. Его имя не было включено в публикацию 1931 года «Сто авторов против Эйнштейна» ⁴⁶ Вместо иррациональной оппозиции Эйнштейну, он встретился с ним и обменивался с ним письмами в течение нескольких лет — без достижения какого-либо соглашения, но с применением научного подхода ⁴⁷ Обратите также внимание, что Курвуазье никогда не ссылался на ученых — анти-эйнштейнистов.

Другая важная часть информации касается политических взглядов Курвуазье. ⁴⁸ Он решительно выступал против национал-социализма, и говорил о нацистах в негативном тоне. Он всегда придерживался швейцарского подданства, и это помогало ему держаться в стороне от политических потрясений, которые происходили вокруг него. В 1943 году, во время Второй мировой войны, он получил разрешение провести летние каникулы в Швейцарии вместе со своей семьей, и не вернулся в Германию. Когда война закончилась, Бабельсбергская обсерватория и дом, принадлежащий Курвуазье (построен близ обсерватории) стали частью Восточного Берлина. Он предпочитал оставаться в Швейцарии, но страдал от многих трудностей, потому что его пенсия (он ушел в отставку в 1938 г.) больше не выплачивалась. Он жил в течение нескольких лет благодаря швейцарской программе социального страхования, и на выплаты, которые он получил за издание сочинений Эйлера. Примерно через десять лет после окончания войны, Западная Германия стала выплачивать его пенсию снова.

По словам дочери Курвуазье, «Он был убежден, что он нашел то, что было правдой. Он был убежден, что эта истина найдет свой ​​путь в долгосрочной перспективе». ⁴⁹ Леопольд Курвуазь выполнил свои исследования, опубликовал свои данные и выводы, и ожидал некоторый положительный ответ, но он никогда не делал значительных усилий, чтобы публиковать его результаты и чтобы убедить других людей, что он получил очень важные результаты. Кажется, что он вел себя сдержанно, и никогда не пытался присоединиться к другим исследователям, которые также получили аналогичные результаты (например, Миллер или Эсклангон) для получения антирелятивистского фронта.

Так как это первое исследование работ Курвуазье о движении Земли через эфир, предстоит сделать намного больше работы, чем уже проделано. Желательно погрузиться глубже в научые и вненаучные особенности этого загадочного исторического эпизода.

Я благодарен Государственному научному обществу Сан-Паулу ( State of São Paulo Research Foundation, FAPESP) и Бразильскому национальному совету по научно-технологическому развитию (Brazilian National Council for Scientific and Technological Development, CNPq) за поддержку этого исследования. Я благодарен д-ру Иштвану Домса, который помог мне получить портрет Курвуазье и профессору Вольфганга Дику за ценные советы и библиографические справки, относящиеся к этой работе. Я также очень благодарен г-же Розмари Ритчлд и профессору Дитриху Ритчлу, которые любезно предоставили ценную личную информацию о Леопольде Курвуазье.

¹ Биографические сведения см. в некрологе Курвуазье: Nikolaus Benjamin Richter, “Leopold Courvoisier”, Astronomische Nachrichten, cclxxxiv (1957), 47-48.

² История Берлинской / Бабельсбергской обсерватории описана в работе Julius Dick, “The 250th anniversary of the Berlin observatory”, Popular astronomy, lix (1951), 524-35.

³ Paul Weinmeister (ed.). J. C. Poggendorff's biographisch-literarisches Handwörterbuch für Mathematik, Astronomie, Physik, Chemie und verwandte Wissenschaftgebiete (1904 bis 1922), vol. 5 (Leipzig, 1926); Hans Stobbe (ed.), J. C. Poggendorff's biographisch-literarisches Handwörterbuch für Mathematik, Astronomie, Physik mit Geophysik, Chemie, Kristallographie und verwandte Wissenschaftgebiete (1923 bis 1931), vol. 6 (Leipzig, 1936-1938); Rudolph Zaunick and Hans Salié (eds.), J. C. Poggendorff biographisch-literarisches Handwörterbuch der exakten Wissenschaften (1932 bis 1953), vol. 7 (Berlin, 1956-1962).

⁴ Портрет кисти Alexander Perandin Moreira, с фото, опубликованного Carl V. Charlier and Folke Engström (eds.), Porträtgallerie der astronomischen Gesellschaft (Stockholm, 1904), 17.

⁵ Klaus Hentschel изучил некоторые работы Курвуазье, но не анализировал исследования, описанные в этой статье. См. Klaus Hentschel, “Freundlich, Erwin, Finlay and testing Einstein’s theory of relativity”, Archive for history of exact sciences, xlvii (1994), 143-201; Klaus Hentschel, The Einstein tower. An intertexture of dynamic construction, relativity theory, and astronomy (Stanford, 1997).

⁶ Leopold Courvoisier, “Kinemara's Phänomen und die ‘jährliche Refraktion’ der Fixsterne”, Astronomische Nachrichten, clxvii (1905), 81-106.

⁷ Hentschel, The Einstein tower (ref. 5), 10-11.

⁸ Klaus Hentschel, The Einstein tower (ref. 5), 11, утверждал, что Курвуазье получил скорость движения Земли через эфир из его данных годичной рефракции, но его данные для вычисления скорости Земли были взяты из полностью независимых источников, как будет показано в этой статье.

⁹ Leopold Courvoisier, “Zur Frage der Mitführung des Lichtäthers durch die Erde”, Astronomische Nachrichten, ccxiii (1921), 281-8; idem, “Über astronomische Methoden zur Prüfung der Lichtätherhypothese”, Astronomische Nachrichten, ccxiv (1921), 33-36.

¹⁰ Leopold Courvoisier, “Ergebnisse von Beobachtungen und Versuchen zur Bestimmung der ‘absoluten’ Erdbewegung”, Scientia, xlvii (1930), 165-74; французский перевод: “Resultats d’observations et d’expériences faites pour la détermination du mouvement ‘absolu’ de la Terre”, Scientia (supplement), xlvii (1930), 76-84.

¹¹ Leopold Courvoisier, “Zenitdistanzbeobachtungen der Polarissima am Vertikalkreise der Sternwarte Berlin-Babelsberg”, Astronomische Nachrichten, ccviii (1919), 349-64. Он выполнил эту серию измерений как рутинные наблюдения широты Бабельсбергской обсерватории. Метод, используемый Курвуазье, является очень точным, и был недавно использован для определения азимута теодолита в Бразилии: Ramachrisna Teixeira and Paulo Benevides Soares, “Absolute azimuth determination”, Astronomy and astrophysics, clxv (1986), 251-3.

¹² Leopold Courvoisier, “Bestimmungsversuche der Erdbewegung relativ zum Lichtäther”, Astronomische Nachrichten, ccxxvi (1926), 241-64.

¹³ Курвуазье никогда не публиковал подробности его выкладок — он только представлял свои основные предположения, несколько шагов, и окончательные результаты. Во всех соответствующих случаях, однако, я был в состоянии подтвердить, что его уравнения следуют из его предположений.

¹⁴ Courvoisier, “Bestimmungsversuche der Erdbewegung relativ zum Lichtäther” (ref. 12).

¹⁵ Adolf von Harnack, “Zur Theorie des bewegten Spiegels”, Annalen der Physik, series 4, xxxix (1912), 1053-8.

¹⁶ В своих уравнениях Курвуазье использовал θ как обозначение звездного времени, но в данном выводе мы следуем обозначениям Харнака в работе «Zur Theorie Des bewegten Spiegels" (см. ссылку 15).

¹⁷ С этого момента, θ снова используется для представления звёздного времени.

¹⁸ Ernest Esclangon, “Sur la dissymétrie mécanique et optique de l'espace en rapport avec le mouvement absolu de la Terre”, Comptes rendus de l'académie des sciences de Paris, clxxxii (1926), 921-3.

¹⁹ В некоторых из его аналитических работах, Курвуазье обнаружил, что эффект с периодом в одни звездные сутки не был четко заметен. В этих случаях, он предположил значение 40 ° для склонения, и вычислил прямое восхождение и скорость Земли.

²⁰ Небольшие вариации значений, найденных для склонения, привели Курвуазье к принятию положения, что это значение известно, как отмечалось выше (Примечание 18), во всех случаях, когда невозможно было вычислить, A, D и v/c.

²¹ Leopold Courvoisier, “Bestimmungsversuche der Erdbewegung relativ zum Lichtäther II”, Astronomische Nachrichten, ccxxx (1927), 425-32; idem, “Über die Translationsbewegung der Erde im Lichtäther”, Physikalische Zeitschrift, xxviii (1927), 674-80.

²² Leopold Courvoisier, “Bestimmungsversuche der Erdbewegung relativ zum Lichtäther III”, Astronomische Nachrichten, ccxxxiv (1928), 137-44.

²³ Ernest Esclangon, “Sur la dissymétrie optique de l'espace et les lois de la réflexion”, Comptes rendus de l'académie des sciences de Paris, clxxxv (1927), 1593-5 ; idem, “Sur l’existence d’une dissymétrie optique de l'espace”, Journal des observateurs, xi (1928), 49-63.

²⁴ Leopold Courvoisier, “Ableitung der Bahngeschwindigkeit der Erde aus der auf Grund der Lorentz-Kontraktion (Zeigerstabversuch) betimmten Absolutbewegung”, Astronomische Nachrichten, ccxlvii (1932), 105-18.

²⁵ Ernest Esclangon, “Sur la dissymétrie mécanique et optique de l'espace en rapport avec le mouvement absolu de la Terre”, Comptes rendus de l'académie des sciences de Paris, clxxxii (1926), 921-3.

²⁶ Leopold Courvoisier, “Bestimmungsversuche der Erdbewegung relativ zum Lichtäther IV”, Astronomische Nachrichten, ccxxxvii (1930), 337-52; idem, “Ist die Lorentz-Kontraktion von Brehungsindex abhängig?”, Zeitschrift für Physik, xc (1934), 48-62.

²⁷ Leopold Courvoisier, “Bestimmungsversuche der Erdbewegung relativ zum Lichtäther II”, Astronomische Nachrichten, ccxxx (1927), 425-32.

²⁸ Leopold Courvoisier, “Der Einfluss der ‘Lorentz-Kontraktion’ der Erde auf den Gang der Quarzuhren”, Experientia, ix (1953), 286-7; xiii (1957), 234-5.

²⁹ Ernest Esclangon, “La dissymétrie de l'espace sidéral et le phénomène des marées”, Comptes rendus de l’académie des sciences de Paris, clxxxiii (1926), 11618.

³⁰ Leopold Courvoisier, “Über die Translationsbewegung der Erde im Lichtäther”, Physikalische Zeitschrift, xxviii (1927), 674-80.

³¹ Rudolf Tomaschek and Walter Schaffernicht, “Zu den gravimetrischen Bestimmungsversuchen der absoluten Erdbewegung”, Astronomische Nachrichten, ccxliv (1932), 257-66.

³² James Clerk Maxwell, “On a possible mode of detecting a motion of the solar system through the luminiferous ether”, Proceedings of the royal society of London, xxx (1879-1880), 108-10.

³³ Leopold Courvoisier, “Ableitung der ‘absoluten’ Erdbewegung aus beobachteten Längen der Jupiter-Satelliten”, Astronomische Nachrichten, ccxxxix (1930), 33-38.

³⁴ Leopold Courvoisier, “Bestimmung der absoluten Translation der Erde aus der säkularen Aberration”, Astronomische Nachrichten, ccxli (1932), 201-12.

³⁵ Существует подробное историческое исследование работы Миллера: A history of the Michelson — Morley — Miller aether-drift experiments, 1880-1930 (Austin, 1972).

³⁶ Joseph Wodetsky, “Gerold von Gleich”, Astronomische Nachrichten, cclxvi (1938), 63-4.

³⁷ Gerold von Gleich, “Translation des Fixsternsystems und Aberrationskonstante”, Astronomische Nachrichten, ccxli (1931), 201-02.

³⁸ Gerold von Gleich, “Bemerkung zur absoluten Translation unseres lokalen Fixsternsystems”, Astronomische Nachrichten, ccxlii (1931), 273-8.

³⁹ Carl Wilhelm Wirtz, “Einiges zur Statistik der Radialbewegungen von Spiralnebeln und Kugelsternhaufen”, Astronomische Nachrichten, ccxv (1922), 34954; idem, “Die Trift der Nebelflecke”, Astronomische Nachrichten, cciii (1916), 197220; idem, “Über die Eigenbewegungen der Nebelflecke”, Astronomische Nachrichten, cciv (1917), 23-30; Gustaf Strömberg, “Analysis of radial velocities of globular clusters and non-galactic nebulae”, Astrophysical journal, lx (1925), 35362.

⁴⁰ Von Gleich, “Translation des Fixsternsystems und Aberrationskonstante” (ref. 38), 278.

⁴¹ Это также было главной причиной, почему измерения Quirino Majorana поглощения гравитации и объяснение Kurt Bottlinger аномалий движения Луны, используя те же предположения, были проигнорированы научным сообществом. См. Roberto de Andrade Martins, “The search for gravitational absorption in the early 20th century”, in H. Goemmer, J. Renn, and J. Ritter (eds.), The expanding worlds of general relativity (Boston, 1999), 3-44.

⁴² Редактором Astronomische Nachrichten с 1907 по 1938 гг. был Hermann Kobold, который поддержал публикацию анти-Эйнштейновских и анти-релятивистских статей, независимо от их научных достоинств. Этот журнал опубликовал, например, работы Thomas Jefferson Jackson See, которые не были приняты в какой-либо другой журнал. Cf. Thomas J. Sherrill, “A career of controversy: the anomaly of T. J. J. See”, Journal for the history of astronomy, xxx (1999), 25-50.

⁴³ Обратите внимание, что работа Курвуазье была несовместима с более поздней теорей эфира Лоренца, в которую был включен принцип относительности.

⁴⁴ В настоящее время можно было бы проверить действительность эффектов Курвуазье с использованием более точных рутинных экспериментальных данных, а также с использованием лучших (компьютерных) численных методов. Некоторые из его экспериментов также могут быть повторены с использованием автоматических приборов с более высокой точностью и в более хорошо контролируемых условиях.

⁴⁵ David E. Rowe, “Einstein’s allies and enemies: debating relativity in Germany, 1916-1920”, in Vincent F. Hendricks, et. al. (eds.), Interactions: mathematics, physics and philosophy, 1860-1930 (Dordrecht, 2006), 231-280; Hubert Goenner, “The reaction to relativity theory I: the anti-Einstein campaign in Germany in 1920”, Science in context, vi (1993), 107-33; idem, “The reaction to relativity theory in Germany III. Hundred authors against Einstein”, Einstein studies, v (1993), 248-73.

⁴⁶ Cf. Goenner, , “The reaction to relativity theory in Germany III. Hundred authors against Einstein” (ref. 45), 273.

⁴⁷ Курвуазье встретился Эйнштейном в январе 1924 года и переписывался с ним до октября 1928 года, согласия между ними не было достигнуто. Cf. Klaus Hentschel, “Einstein’s attitude towards experiments”, Studies in history and philosophy of science, xxiii (1992), 593-624, p. 613.

⁴⁸ Некоторая личная информация, представленная здесь, касающаяся Леопольда Курвуазье, была получена в интервью с его дочерью Розмари и ее мужем Дитрихом Ритчл (Ritschl) в Базеле, 31 августа 1999 года.

⁴⁹ Rosemarie Ritschl (ссылка. 48.

Перевод: Роман Чертанов, 29 мая 2013 г.